(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、優れた防音性および制振性を発現することができるマイクロカプセル及びそのマイクロカプセルを含有する組成物を提供することである。【解決手段】  気泡を含む液体のコアが樹脂製のシェルに内包されていることを特徴とするマイクロカプセル。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
気泡を含む液体のコアが樹脂製のシェルに内包されていることを特徴とするマイクロカプセル。
【請求項２】
請求項１記載のマイクロカプセルを含有することを特徴とする組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防音材料や制振材料などとして用いることのできるマイクロカプセル及びそのマイクロカプセルを含有する組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、防音材料や制振材料などとして各種の材料、例えば、アスファルトシートのような高比重の重量材を用いて、材料を伝播する振動伝搬速度を低下させた制振遮音シートや、薄いゴム板と鋼板とを積層させた制振構造体や、樹脂中に発泡剤を添加して発泡させた発泡体などを用いたクッション性を有する防音材料、制振材料などが開発されている。
【０００３】
しかしながら、高比重の重量材は、近年防音材料や制振材料に求められている軽量化への取り組みに対応することが困難であり、また、従来の発泡体では、十分な防音効果や制振効果を得られないことがあり、強度や耐水性に劣るため独立気泡発泡体を用いなければならないといった材料上の制約があった。
【０００４】
また、特許文献１には、遮音板、制振材等に用いられる、中空のシェルに微小粒子がカプセル化されている鈴構造粒子、及びその鈴構造粒子が混入・分散または付着した振動吸収材が開示されている。しかし、このような鈴構造粒子であっても防音効果や制振効果はいまだ十分ではなかった
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２００９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
更に、樹脂中に中空状のマイクロカプセルを含有させた、内部に独立気泡が形成された防音材料や制振材料は、十分な強度や耐水性を有するが、防音効果や制振効果はいまだ十分ではなかった。
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、優れた防音性および制振性を発現することができるマイクロカプセル及びそのマイクロカプセルを含有する組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるマイクロカプセルは、気泡を含む液体のコアが樹脂製のシェルに内包されていることを特徴とする。
また、本発明による組成物は、本発明のマイクロカプセルを含有することを特徴とする。
【０００８】
本発明のマイクロカプセルにおけるコアは、気泡を含む液体からなる。気泡と液体の体積比率としては特に限定されないが、気泡と液体の体積比率（気泡／液体）は、１／９９〜９９／１であることが好ましい。気泡の体積比率が小さすぎると、気泡の振動による運動エネルギーが小さくなるため目的とする振動を減衰させる効率が低下し、逆に、気泡の体積比率があまりに大きすぎると、気泡の運動エネルギーが小さくなるため、振動を減衰させる効率が低下する。
従って、制振や防音の対象となる振動が多様な場合には、このマイクロカプセルにさまざまな大きさの気泡を含ませるか、あるいは気泡の大きさの異なるマイクロカプセルを複数用いることが好ましい。
【０００９】
なお、気泡は、必ずしも液体よりも小さい体積で存在する必要はなく、液体よりも体積が大きくてもかまわない。たとえ液体よりも体積が大きい気泡であっても、気泡は振動に追随して振動エネルギーを減衰させるように働く。
むしろ、気泡の体積が液体よりも大きいほうが、制振効果や防音効果が高く好ましい。従って、気泡と液体の体積比率（気泡／液体）は、５０／５０〜９９／１であることが特に好ましい。
【００１０】
本発明による気泡を含む液体としては、制振材、防音材として使用する温度で液体であれば特に限定されず、例えば、使用環境が４０℃付近である場合は、プロパン、ブタン、イソブタン、窒素、空気、炭酸ガス等を気泡として含んだ、水、グリセリン、ジイソノニルフタレート（ＤＩＮＰ）、鉱油（ミネラルスピリット）などが好ましい。
【００１１】
本発明による樹脂製のシェルとしては、コアとなる気泡や液体を密封できる材質であれば特に限定されない。例えば、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の重合体やこれらの共重合体、ポリビニルアルコール（ポバール）、エチレン・ビニルアルコール共重合体（エバール）等が挙げられる。
【００１２】
本発明のマイクロカプセルの製造方法は特に限定されず、例えば、以下の方法で得ることができる。
コアを形成する気泡を含まない液体成分と、シェルを形成するポリマーの原料となるモノマー成分を、ラウリル硫酸ナトリウムなどの乳化剤やコロイダルシリカなどの無機分散剤を加えた水と混合し、ホモジナイザーなどの分散装置を用いて分散させる。得られた水分散液を、耐圧性の重合器内に投入して密閉する。次に、気泡を形成するための気体が容器内で液体として存在しうる圧力まで窒素などを充填して、重合器内を加圧した上で、気泡形成用の気体を重合器内に注入する。例えば、気泡形成のための気体がイソブタンである場合、液体となった気泡形成用の気体は、コアを形成する液体成分と混合された状態となり、さらにモノマー成分で覆われたマイクロカプセル化された液滴となる。このマイクロカプセル化された液滴を重合し、常圧に戻すことにより、液化していた気泡形成用の気体成分が気体状態に戻り、コアとして気泡を含む液体が内包された本発明のマイクロカプセルを得ることができる。
なお、水分散液とせずに、有機溶剤中に分散させてマイクロカプセル化された液滴を形成させてもよい。
【００１３】
本発明のマイクロカプセルの粒径は特に限定されないが、５〜３００μｍであることが好ましい。粒径が小さすぎると、得られる制振効果や防音効果が高くなく、逆に、粒径が大きすぎると、制振材や防音材の強度を低下させる恐れがある。
【００１４】
本発明のマイクロカプセルは、メカニズムは明らかではないが、熱エネルギーが気泡の運動エネルギーに変換されるためか、保温、断熱効果も期待できる。
【００１５】
また、本発明による組成物は、本発明のマイクロカプセルを含有することを特徴とする。すなわち、本発明のマイクロカプセルは、樹脂や無機材料などの基体に含有させることにより、制振材や防音材として用いることができる。
このような基体を構成する樹脂や無機材料としては、特に限定されず、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、ＡＢＳゴム、ＳＢＲゴム等のゴム等が挙げられる。
【００１６】
上記組成物中のマイクロカプセルの含有割合は、特に限定されないが、０．１〜５０重量％であることが好ましい。また、上記組成物には、充填材や減粘剤、増粘剤等の各種添加剤も加えてもよい。
【００１７】
一般に、制振性や防音性は、外部から伝播した共振振動を材料中の粘弾性特性により、熱エネルギーに変換することから得られるが、本発明による、気泡を含む液体をコアとするマイクロカプセルを含有する制振材や防音材は、振動を受けたときにマイクロカプセル中の気泡と液体が制振材や防音材の基体の振動とはまったく独立に振動する。そして、振動エネルギーは気泡と液体の運動エネルギーに変換される。これにより、振動の伝達を抑制することができるため、十分な制振性と防音性が得られるのである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のマイクロカプセル及びそのマイクロカプセルを含有する組成物は、上述の通りの構成であり、優れた防音性および制振性を発現することができる。従って、騒音の激しい付近における建造物や高速道路などの防音壁や、自動車のアンダーコート塗料、耐チッピング塗料等の制振や防音に好適に用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施例を挙げて更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【実施例】
【００２０】
（実施例１）
１．マイクロカプセルの製造
シェルの原料モノマーとして、アクリロニトリル４５重量部、メタクリロニトリル４０重量部、及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレート０．１７重量部に、重合開始剤を加えて油相を調製した。次いで、脱イオン水２００重量部、固形分２０％のコロイダルシリカ分散液３０重量部、重合禁止剤０．１重量部、ポリビニルピロリドン０．５重量部、塩化ナトリウム４６重量部、塩酸０．２重量部からなる水相を調製した。上記油相と上記水相を混合したのち、分散装置（ホモジナイザー）を用いて６０００ｒｐｍで５分間攪拌混合して耐圧重合器に投入し、窒素を充填して耐圧重合器内が０．５ＭＰａの圧力になるまで加圧した。その後、コアの形成材料である、加圧液化したイソブタン１重量部と鉱油（ミネラルスピリット）１４重量部を、耐圧重合器に圧入し、６０℃で２０時間反応させマイクロカプセルを得た。得られたマイクロカプセルのスラリーを、脱水装置で予備脱水し、その後、４０℃に保った静置乾燥機で乾燥させて、粉体状のマイクロカプセルを得た。
【００２１】
上記１．で得られたマイクロカプセルを、光学顕微鏡（ＫＥＹＥＮＣＥ製、デジタルマイクロスコープ、ＶＨＸ−１００）を用いて、視野からぶれない程度に振動を加えたときに、コアの気泡が振動に応じて揺れ動くかどうかを観察した。ここで、気体と液体との間に境界線が見られ、振動を加えたときに気泡が揺り動かされた場合は、コアに気泡が含まれていると判断した。得られたマイクロカプセルは、イソブタンによる気泡が鉱油（ミネラルスピリット）と混在したコアが形成されたマイクロカプセルであった。
【００２２】
２．防音材の作製
上記１．で得られたマイクロカプセルを、塩化ビニル樹脂、充填剤、及び可塑剤を含む塩ビプラスチゾル１００重量部に対して１重量部混合した樹脂組成物を、鋼板に厚さ約２ｍｍで塗布し、１５０℃で３０分間加熱して焼付け鋼板に密着させて防音材を得た。
【００２３】
３．性能評価
上記２．で得られた防音材の試験片を、垂直に対して４５度の角度に固定し、塗膜の中央へ２ｍの高さから直径８ｍｍの鋼球を落下させた。鋼球が塗膜に衝突したときの衝撃音を、塗装板中心から横水平に２００ｍｍ離れた位置に設置したマイクロホンにより測定することにより防音性を評価した。その評価結果は表１に示すとおりであった。
なお、衝撃音の測定は、以下の条件にて実施した。
測定条件；Ｃｈシングルモード（８００ライン）
周波数レンジ；１０ｋＨｚ
データ取り込み条件；時間８０ｍｓ、８回平均
周波数分析；１／３オクターブ、Ａ特性補正
【００２４】
（実施例２）
イソブタンの使用量を１４重量部、鉱油（ミネラルスピリット）の使用量を１重量部としたこと以外は、実施例１と同様にしてマイクロカプセルを製造し、防音材を作製した。得られたマイクロカプセルは、イソブタンの気泡が大きくそのなかに鉱油（ミネラルスピリット）が含まれたコアが形成されたマイクロカプセルであった。
【００２５】
（比較例１）
イソブタンを添加しなかったこと以外は、実施例１と同様にしてマイクロカプセルを製造し、防音材を作製した。得られたマイクロカプセルは、気泡のない鉱油（ミネラルスピリット）が含まれたコアが形成されたマイクロカプセルであった。
【００２６】
（比較例２）
マイクロカプセルの代わりに化学発泡剤「ＡＤＣＡ（アゾジカルボンアミド）」を用いたこと以外は、実施例１と同様にして防音材を作製した。
【００２７】
実施例２及び比較例１〜２で得られた防音材の性能を、実施例１と同様にして評価した。その評価結果は表１に示すとおりであった。
【００２８】
【表１】
2005265068.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のマイクロカプセルの実施例を示した模式断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  シェル
２  コア
３  液体
４  気泡
【図１】
2005265068.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成16年3月26日(2004.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１４８１５６号公報